Россия нашла способ обойти западные санкции ради важнейшей государственной задачи – строительства крымских электростанций. Произведенные немецкой компанией «Сименс» турбины, необходимые для работы станций, доставлены на полуостров. Однако как получилось, что наша страна оказалась неспособна сама разрабатывать подобное оборудование?

Россия поставила две из четырех газовых турбин в Крым для использования на Севастопольской электростанции, сообщило накануне агентство Reuters со ссылкой на источники. По их данным, в порт Севастополя были доставлены турбины модели SGT5-2000E немецкого концерна Siemens.

Россия строит в Крыму две электростанции мощностью 940 мегаватт, и ранее поставки турбин Siemens на них были заморожены из-за западных санкций. Однако, судя по всему, выход был найден: эти турбины были поставлены некими сторонними компаниями, а не самой Siemens.

Российские компании серийно производят только турбины для электростанций малой мощности. Например, мощность газовой турбины ГТЭ-25П составляет 25 МВт. Но современные электростанции достигают мощности 400–450 МВт (как и в Крыму), и им нужны более мощные турбины – 160–290 МВт. Поставленная в Севастополь турбина имеет как раз нужную мощность 168 МВт. Россия вынуждена находить способы обойти западные санкции, чтобы выполнить программу по обеспечению энергетической безопасности Крымского полуострова.

Как же так получилось, что в России отсутствуют технологии и площадки по производству газовых турбин большой мощности?

После распада СССР в 90-х и начале 2000-х российское энергетическое машиностроение оказалось на грани выживания. Но потом началась массовая программа строительства электростанций, то есть появился спрос на продукцию российских машиностроительных заводов. Но вместо создания собственного продукта в России был выбран другой путь – и, на первый взгляд, очень логичный. Зачем изобретать велосипед, тратить много времени и денег на разработку, исследования и производство, если можно купить уже современное и готовое за рубежом.

«У нас в 2000-х понастроили газотурбинных электростанций с турбинами GE и Siemens. Тем самым они подсадили нашу и без того небогатую энергетику на иглу западных компаний. Теперь огромные деньги платятся за обслуживание иностранных турбин. Час работы сервисного инженера Siemens стоит как месячная зарплата слесаря этой электростанции. В 2000-е надо было не газотурбинные электростанции строить, а модернизировать наши основные генерирующие мощности», – полагает гендиректор инженерной компании Powerz Максим Муратшин.

«Я занимаюсь производством, и мне всегда обидно было, когда раньше высшее руководство говорило, что все за границей купим, потому что наши ничего не умеют. Сейчас все очнулись, но время упущено. Уже и спроса такого нет, чтобы создавать новую турбину взамен сименсовской. Но на тот момент можно было создать собственную турбину большой мощности и продать ее на 30 газотурбинных электростанций. Так бы сделали немцы. А русские просто купили эти 30 турбин у иностранцев», – добавляет собеседник.

Сейчас основная проблема в энергетическом машиностроении – износ машин и оборудования при отсутствии высокого спроса. Точнее, спрос есть со стороны электростанций, на которых надо срочно менять устаревшее оборудование. Однако денег у них на это нет.

«У электростанций не хватает денег на проведение масштабной модернизации в условиях жесткой тарифной политики, регулируемой государством. Электростанции не могут продавать электричество по такой цене, при которой смогли бы заработать на быструю модернизацию. У нас очень дешевое электричество по сравнению с западными странами», – говорит Муратшин.

Поэтому ситуацию в энергетической промышленности нельзя назвать радужной. Например, в свое время крупнейший в Советском Союзе завод по производству котлов «Красный котельщик» (входит в «Силовые машины») на пике производил 40 котлов большой мощности в год, а сейчас – всего один–два в год. «Нет спроса, и те мощности, которые были в Советском Союзе, утеряны. Но основные технологии у нас остались, поэтому в течение двух–трех лет наши заводы снова могут производить по 40–50 котлов в год. Это вопрос времени и денег. Но у нас же тянут до последнего, а потом за два дня хотят быстро все сделать», – переживает Муратшин.

Со спросом на газовые турбины еще сложнее, потому что вырабатывать электроэнергию на газовых котлах – дорогое удовольствие. Никто в мире не строит свою энергетику только на этом виде генерации, как правило, есть основная генерирующая мощность, а газотурбинные электростанции ее дополняют. Плюс газотурбинных станций в том, что они быстро подключаются и дают энергию в сеть, что важно в пиковые периоды потребления (утром и вечером). Тогда как, например, паровые или угольные котлы требуется готовить несколько часов. «Кроме того, в Крыму нет угля, зато есть собственный газ, плюс тянут газопровод с российского материка», – объясняет Муратшин логику, согласно которой для Крыма была выбрана именно электростанция на газе.

Но есть еще одна причина, почему Россия купила для строящихся в Крыму электростанций именно немецкие, а не отечественные турбины. Разработка отечественных аналогов уже ведется. Речь идет о газовой турбине ГТД-110М, которую модернизируют и дорабатывают в Объединенной двигателестроительной корпорации совместно с «Интер РАО» и Роснано. Эта турбина была разработана в 90-х и 2000-х, ее даже использовали на Ивановской ГРЭС и Рязанской ГРЭС в конце 2000-х. Однако продукт оказался со многими «детскими болезнями». Собственно, теперь НПО «Сатурн» и занимается их лечением.

А поскольку проект крымских электростанций крайне важен с очень многих точек зрения, судя по всему, ради надежности было решено не использовать для него сырую отечественную турбину. В ОДК объясняли, что не успеют доработать свою турбину до момента начала строительства станций в Крыму. К концу этого года будет создан только опытно-промышленный образец модернизированной ГТД-110М. Тогда как запуск первых блоков двух тепловых электростанций в Симферополе и Севастополе обещают к началу 2018 года.

Впрочем, если бы не санкции, то серьезных проблем с турбинами для Крыма не было бы. Более того, даже сименсовские турбины не чисто импортный продукт. Алексей Калачев из ИК «Финам» замечает, что турбины для крымских ТЭЦ можно было бы произвести в России, на питерском заводе «Сименс Технологии Газовых Турбин».

«Конечно, это дочернее предприятие Siemens, и наверняка какая-то часть комплектующих поставляется для сборки с европейских заводов. Но все же это совместное предприятие, и производство локализовано на российской территории и под российские потребности», – говорит Калачев. То есть Россия не просто закупает иностранные турбины, но и заставила иностранцев вложиться в производство на российской территории. По мнению Калачева, как раз создание СП в России с иностранными партнерами позволяет наиболее быстро и эффективно преодолевать технологическое отставание.

«Без участия зарубежных партнеров создание самостоятельных и полностью независимых технологий и технологических платформ теоретически возможно, но потребует значительного времени и средств», – поясняет эксперт. Причем деньги нужны не только на модернизацию производства, но и на подготовку кадров, НИОКР, инженерные школы и т. д. К слову, на создание турбины SGT5-8000H у Siemens ушло целых 10 лет.

Реальное же происхождение поставленных в Крым турбин оказалось вполне объяснимым. Как заявила компания «Технопромэкспорт», четыре комплекта турбин для энергообъектов в Крыму были закуплены на вторичном рынке. А он, как известно, под санкции не подпадает.

Газовые турбины немецкого концерна Siemens, несмотря на санкции, оказались в Крыму. «Ростех», который строит электростанции на полуострове, якобы модернизировал турбины, чтобы защитить от санкций немецкого партнера

Россия направила в Крым газовые турбины немецкого производителя Siemens для строительства двух электростанций общей мощностью 940 МВт, сообщил Reuters со ссылкой на три источника, знакомых с проектом строительства электростанций. Это подтвердили РБК три человека, которые участвуют в реализации проекта, и знакомый одного из участников. Речь идет о турбинах модели SGT5-2000E, указывает Reuters.

Был Siemens - стал не Siemens

На полуостров доставлены две турбины из четырех, еще две привезут в течение месяца, рассказывает один из собеседников РБК. Правда, это уже не совсем Siemens, рассказывают два источника. Турбины сделаны на заводе СП немецкой компании и «Силовых машин» в Санкт-Петербурге, но их частично переделали на заводах «Ростеха», утверждают они. «Степень модернизации настолько велика, что продукция уже не может носить имя производителя, это другой продукт», - уверяет собеседник РБК, близкий к участнику проекта.

В частности, у турбин поменяли автоматику, рассказывает другой собеседник. В этом участвовало российское предприятие ЗАО «Интеравтоматика», где у Siemens миноритарная доля 45,7%. У «Интеравтоматики» давно есть все ключи к протоколам газовых турбин немецкой компании, так что поменять автоматику совсем несложно , допускает знакомый топ-менеджера «Технопромэкспорта» («дочка» «Ростеха» строит электростанции в Крыму).

В турбине можно заменить минимальное количество деталей, но это все равно будет машина Siemens, не согласен другой человек, близкий к «Технопромэкспорту». Серьезной «модернизации» никто не делал, но об этом говорят для того, чтобы не подставлять Siemens, который могут обвинить в нарушении санкций, объясняет участник проекта.

Смонтировать оборудование можно будет и без Siemens, говорят источники РБК. «Турбина давно всем известна, ее ставили миллион раз, и есть люди, которые знают монтаж от начала и до конца» , уверяет человек, близкий к «Технопромэкспорту». Обслуживать турбины будет «Ростех».

К турбинам закроют доступ

Одновременно Минэнерго планирует ограничить доступ иностранных производителей к данным об эксплуатации их оборудования в России, рассказывал 3 июля журналистам замглавы ведомства Андрей Черезов. В первую очередь речь идет о мониторинге работы газовых турбин, сообщал «Интерфакс» со ссылкой на Минэнерго. Если раньше иностранные производители могли получать прямой доступ к данным о работе турбины, теперь первичные данные будут собираться в российских центрах и отправляться за рубеж только после обработки, объясняет один из источников РБК.

«Прямого доступа к турбине у них не должно быть», - констатировал Черезов. С монтажом немецких турбин в Крыму это не связано, речь идет об общих вопросах безопасности, уверяет источник РБК, близкий к Минэнерго.

Проблема с оборудованием для Крыма возникла вскоре после решения построить электростанции в 2014 году. Тогда рассматривали два варианта: застроить полуостров энергоблоками маленькой мощности, которые производят предприятия «Ростеха», или купить мощные турбины у Siemens. Несмотря на санкции, был выбран второй вариант, писали «Ведомости», «Коммерсантъ» и Reuters, хотя официально об этом никогда не сообщалось. Формально «Технопромэкспорт» купил четыре газовые турбины у СП Siemens и «Силовых машин» для строительства новой электростанции в Краснодарском крае на полуострове Тамань. Подрядчик для строительства этой ТЭС не выбран до сих пор.

У «Технопромэкспорта» между тем возникли проблемы с купленными турбинами: Siemens не хотел поставлять уже оплаченное оборудование, опасаясь санкций. Получив турбины, «Технопромэкспорт» выставил их на продажу. После введения санкций положение компании ухудшилось, и она больше не может принимать участие в конкурсе на строительство новой ТЭС в Тамани , объяснял эту продажу «Интерфаксу» представитель «Технопромэкспорта». В конце 2016 года генеральный директор «Ростеха» Сергей Чемезов признал, что госкорпорация не введет электростанции в срок до конца 2017 года, и сдвинул ввод на середину 2018 года.

В 2017 году Чемезов объявил, что турбины для Крыма будут куплены в Иране. Речь шла об оборудовании компании Mapna, которая делала их как раз по лицензии Siemens, говорят два источника, близких к Минэнерго. Представитель Mapna пока не ответил на запрос РБК.

Но иранцы испугались и отказались поставлять турбины, пришлось вернуться к варианту с уже купленным оборудованием, объясняет один из них. Зато новая генерация в Крыму заработает уже в феврале, объясняет он. Сейчас энергосистема нестабильная: полуостров снабжается через энергомост, но при любой аварии Крым может быть обесточен, объясняет он.

Пресс-секретарь президента России Дмитрий Песков не стал комментировать сообщение Reuters о поставке в Крым турбин Siemens AG. «Мы не занимаемся турбинами в администрации президента», - сказал Песков журналистам (цитата по «РИА Новости»).

Представитель Siemens в Мюнхене Вольфрам Трост заявил Reuters, что компания не поставляла турбины в Крым и соблюдает все ограничения экспортного контроля. Представитель «Ростеха» отказался от комментариев, представитель Минэнерго пока не ответил на вопросы РБК.

Копия чужих материалов

Разработка новых типов ГТУ, растущие темпы спроса на газ по сравнению с другими видами топлива, масштабные планы промышленных потребителей по созданию собственных мощностей обуславливают растущий интерес к газотурбинному строительству.

Р ынок малой генерации имеет большие перспективы развития. Эксперты прогнозируют увеличение спроса на распределенную энергетику с 8% (на текущий момент) до 20% (к 2020 году). Подобная тенденция объясняется сравнительно низким тарифом на электроэнергию (в 2-3 раза ниже, чем тариф на э/энергию от централизованной сети). Кроме этого, по словам Максима Загорнова, члена генерального совета «Деловой России», президента Ассоциации малой энергетики Урала, директора группы компаний «МКС», малая генерация надежнее сетевой: в случае аварии на внешней сети снабжение электроэнергией не прекращается. Дополнительное преимущество децентрализованной энергетики - скорость ввода в эксплуатацию: 8-10 месяцев в отличие от 2-3 лет создания и присоединения сетевых линий.

Сопредседатель комитета «Деловой России» по энергетике Денис Черепанов утверждает, что за собственной генерацией будущее. По словам первого заместителя председателя комитета Государственной Думы по энергетике Сергея Есякова, в случае распределенной энергетики в цепочке «энергия - потребитель» решающим звеном является именно потребитель, а не энергетика. При собственной генерации электроэнергии потребитель заявляет необходимые мощности, комплектации и даже вид топлива, экономя, при этом, на цене киловатта полученной энергии. Кроме прочего, эксперты считают, что можно получить дополнительную экономию, если реализовать работу энергоустановки в режиме когенерации: утилизированная тепловая энергия пойдет на отопление. Тогда срок окупаемости генерирующей энергоустановки значительно снизится.

Наиболее активно развивающимся направлением распределенной энергетики является строительство газотурбинных электростанций малой мощности. Газотурбинные электростанции предназначены для эксплуатации в любых климатических условиях в качестве основного или резервного источника электроэнергии и тепла для объектов производственного и бытового назначения. Использование таких электростанций в отдаленных районах позволяет получить значительную экономию средств за счет исключения издержек на строительство и эксплуатацию протяженных линий электропередач, а в центральных районах - повысить надежность электрического и теплового снабжения как отдельных предприятий и организаций, так и территорий в целом. Рассмотрим некоторые газовые турбины и газотурбинные установки, которые предлагают для строительства газотурбинных электростанций на рынке России известные производители.

General Electric

Решения GE на основе аэропроизводных турбин отличаются высокой надежностью и подходят для применения в целом ряде отраслей: от нефтегазой промышленности до ЖКХ. В частности, в малой генерации активно используются газотурбинные установки GE семейства LM2500 мощностью от 21 до 33 МВт и КПД до 39%. LM2500 применяют в качестве механического привода и привода электрогенератора, они работают на электростанциях в простом, комбинированном цикле, режиме когенерации, морских платформах и трубопроводах.

За последние 40 лет турбины GE данной серии являются наиболее продаваемыми в своем классе. Всего в мире установлено более 2000 турбин данной модели с общей наработкой более 75 миллионов часов.

Основные характеристики турбин LM2500: легковесная и компактная конструкция для быстрого монтажа и простоты обслуживания; выход на полную мощность с момента запуска за 10 минут; высокие показатели КПД (в простом цикле), надежности и доступности в своем классе; возможность использования двухтопливных камер сгорания для дистиллята и природного газа; возможность использования в качестве топлива керосина, пропана, коксового газа, этанола и СПГ; низкий уровень выбросов NOx с использованием камер сгорания DLE или SAC; коэффициент надежности - более 99%; коэффициент готовности - более 98%; выбросы NOx - 15 ppm (модификация DLE).

Для обеспечения клиентов надежной поддержкой на всем протяжении жизненного цикла генерирующего оборудования GE открыла специализированный Центр энергетических технологий в Калуге. Он предлагает заказчикам современные решения для обслуживания, инспекции и ремонта газовых турбин. На предприятии внедрена система менеджмента качества в соответствии со стандартом ISO 9001.

Kawasaki Heavy Industries

Японская компания Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (KHI) - многопрофильная машиностроительная компания. Важное место в ее производственной программе занимают газовые турбины.

В 1943 году Kawasaki создала первый в Японии газотурбинный двигатель и в настоящее время является одним из признанных мировых лидеров в производстве ГТУ малой и средней мощности, накопив референции по более, чем 11 000 установок.

Имея в приоритете экологичность и эффективность, компания достигла больших успехов в развитии газотурбинных технологий и активно ведет перспективные разработки, в том числе, в области новых источников энергии в качестве альтернативы ископаемому топливу.

Имея в активе хорошие наработки в криогенных технологиях, технологиях производства, хранения и транспортировки сжиженных газов, Kawasaki ведет активные исследования и ОКР в области применения водорода как топлива.

В частности, уже сейчас компания имеет опытные образцы турбин, использующих водород как добавку к метановому топливу. В перспективе ожидаются турбины, для которых, намного более калорийный и абсолютно экологически безопасный, водород заменит углеводороды.

ГТУ Kawasaki серий GPB спроектированы для работы в базовой нагрузке, включая как параллельные, так и изолированные схемы взаимодействия с сетью, при этом основу мощностного ряда составляют машины от 1,7 до 30 МВт.

В модельном ряду есть турбины, использующие для подавления вредных выбросов инжекцию пара, и применяющие доработанную инженерами компанию технологию DLE.

Электрический КПД, в зависимости от цикла генерации и мощности, соответственно, от 26,9% у GPB17 и GPB17D (турбины M1A-17 и M1A-17D) до 40,1% у GPB300D (турбина L30A). Электрическая мощность - от 1700 до 30 120 кВт; тепловая мощность - от 13 400 до 8970 кДж/кВтч; температура выхлопных газов - от 521 до 470°С; расход выхлопных газов - от 29,1 до 319,4 тыс. м3/ч; NOx (при 15% О2) - 9/15 ppm для газовых турбин M1А-17D, М7А-03D, 25 ppm - для турбины M7A-02D и 15 ppm для турбин L20A и L30A.

По эффективности ГТУ Kawasaki, каждая в своем классе, являются либо мировым лидером, либо одним из лидеров. Общая тепловая эффективность энергоблоков в когенерационных конфигурациях достигает 86-87%. Ряд ГТУ компания выпускает в двухтопливном (природный газ и жидкое топливо) исполнении с автоматическим переключением. У российских потребителей в настоящий момент наиболее востребованы три модели ГТУ - GPB17D, GPB80D и GPB180D.

Газовые турбины Kawasaki отличают: высокая надежность и большой ресурс; компактный дизайн, что особенно привлекательно при замене оборудования существующих генерирующих мощностей; удобство обслуживания за счет разрезной конструкции корпуса, съемных горелок, оптимально расположенных инспекционных отверстий и др., что упрощает осмотр и техобслуживание, в том числе силами персонала пользователя;

Экологичность и экономичность. Камеры сгорания турбин Kawasaki спроектированы с применением самых передовых методов, что позволило оптимизировать процесс горения и достичь лучших показателей эффективности турбины, а также уменьшить содержание NOx и других вредных веществ в выхлопе. Экологические показатели улучшены также за счет применения доработанной технологии сухого подавления выбросов (DLE);

Возможность использования широкого спектра топлив. Могут применяться природный газ, керосин, дизельное топливо, легкие мазуты типа «А», а также попутный нефтяной газ;

Надежное послепродажное обслуживание. Высокий уровень обслуживания, включая бесплатную систему онлайн-мониторинга (TechnoNet) с предоставлением отчетов и прогнозов, техническую поддержку силами высококвалифицированного персонала, а также замену по трейд-ин газотурбинного двигателя в ходе капитального ремонта (простой ГТУ сокращается до 2-3 недель) и т.д.

В сентябре 2011 г. Kawasaki представила новейшую систему камеры сгорания, позволившую опустить уровень выбросов NOx до менее чем 10 ppm для газотурбинного двигателя M7A-03, что даже ниже, чем требуют нынешние нормативы. Один из подходов компании к проектированию состоит в том, чтобы создавать новую технику, отвечающую не только современным, но и будущим, более жестким, требованиям к экологическим показателям.

В высокоэффективной ГТУ GPB50D класса 5 МВт с турбиной Kawasaki M5A-01D применены новейшие апробированные технологии. Высокая эффективность установки делает ее оптимальной для электро- и когенерации. Также компактный дизайн GPB50D особенно выгоден при модернизации существующих предприятий. Номинальный электрический КПД 31,9% - лучший в мире среди установок класса 5 МВт.

Турбина M1A-17D за счет применения камеры сгорания оригинальной конструкции с сухим подавлением выбросов (DLE) имеет отличные для своего класса показатели экологичности (NOx < 15 ppm) и эффективности.

Сверхнизкий показатель массы турбины (1470 кг), минимальный в классе, обусловлен широким применением композитных материалов и керамики, из которых изготовлены, например, лопатки рабочего колеса. Керамика более устойчива к работе при повышенных температурах, менее склонна к загрязнению, чем металлы. ГТУ имеет электрический КПД близкий к 27%.

В России к настоящему времени Kawasaki Heavy Industries, Ltd. в сотрудничестве с российскими компаниями реализовала ряд успешных проектов:

Мини-ТЭС «Центральная» во Владивостоке

По заказу АО «Дальневосточной энергетической управляющей компании» (АО «ДВЭУК») для ТЭС «Центральная» поставлено 5 ГТУ GPB70D (M7A-02D). Станция обеспечивает электроэнергией и теплом потребителей центральной части застройки острова Русский и кампус Дальневосточного федерального университета. ТЭС «Центральная» - первый энергообъект в России с турбинами Kawasaki.

Мини-ТЭС «Океанариум» во Владивостоке

Этот проект также осуществлен ОАО «ДВЭУК» для энергоснабжения расположенного на острове научно-образовательного комплекса «Приморский океанариум». Поставлено две ГТУ GPB70D.

ГТУ производства Kawasaki в ПАО «Газпром»

Российский партнер Kawasaki, ООО «МПП Энерготехника», на основе газовой турбины M1A-17D выпускает контейнерную электростанцию «Корвет 1,7К» для установки на открытых площадках с диапазоном температур окружающего воздуха от -60 до + 40 °С.

В рамках договора о сотрудничестве разработаны и на производственных мощностях «МПП «Энерготехника» собраны пять ЭГТЭС КОРВЕТ-1,7К. Зоны ответственности компаний в данном проекте распределялись следующим образом: Kawasaki поставляет газотурбинный двигатель M1A-17D и системы управления турбиной, Siemens AG - высоковольтный генератор. ООО «МПП «Энерготехника» производит блок-контейнер, выхлопное и воздухозаборное устройство, систему управления энергоблоком (в том числе систему возбуждения ШУВГм), электротехническое оборудование - основное и вспомогательное, комплектует все системы, осуществляет сборку и поставку комплектной электростанции, а также - реализацию АСУ ТП.

ЭГТЭС Корвет-1,7К прошла межведомственные испытания и рекомендована для применения на объектах ПАО «Газпром». Газотурбинный энергоблок разработан ООО «МПП «Энерготехника» по техническому заданию ПАО «Газпром» в рамках Программы научно-технического сотрудничества ПАО «Газпром» и Агентства природных ресурсов и энергетики Японии.

Турбина для ПГУ 10 МВт в НИУ МЭИ

Kawasaki Heavy Industries Ltd., изготовила и поставила комплектную газотурбинную установку GPB80D номинальной мощностью 7,8 MВт для Национального Исследовательского Университета «МЭИ», расположенного в Москве. ТЭЦ МЭИ является учебно-практической и, вырабатывая электричество и тепло в промышленных масштабах, обеспечивает ими сам Московский энергетический институт и поставляет их в коммунальные сети г. Москвы.

Расширение географии проектов

Компания Kawasaki, обращая внимание на преимущества развития местной энергетики в направлении распределенной генерации, предложила начать реализацию проектов с применением газотурбинных установок минимальной мощности.

Mitsubishi Hitachi Power Systems

Модельный ряд турбин Н-25 представлен в диапазоне мощности 28-41 МВт. Полный комплекс работ по производству турбины, включая НИОКР и центр удаленного мониторинга, осуществляется на заводе в г. Хитачи, Япония, компанией MHPS (Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd.). Ее образование приходится на февраль 2014 г. благодаря слиянию генерирующих секторов признанных лидеров машиностроения Mitsubishi Heavy Industries Ltd. и Hitachi Ltd.

Модели H-25 нашли широкое применение по всему миру для работы как в простом цикле благодаря высокому КПД (34-37%), так и в комбинированном цикле в конфигурации 1×1 и 2×1 с КПД 51-53%. Имея высокие температурные показатели выхлопных газов, ГТУ также успешно зарекомендовала себя для работы в режиме когенерации с суммарным КПД станции более 80%.

Многолетние компетенции в производстве газовых турбин широкого диапазона мощностей и продуманный дизайн одновальной индустриальной турбины отличают Н-25 высокой надежностью с коэффициентом готовности оборудования более 99%. Суммарное время наработки модели превысило 6,3 млн ч за второе полугодие 2016 г. Современная ГТУ выполнена с горизонтальным осевым разъемом, что обеспечивает удобство ее обслуживания, а также возможность замены частей горячего тракта по месту эксплуатации.

Противоточная трубчато-кольцевая камера сгорания обеспечивает стабильное горение на различных видах топлива, таких как природный газ, дизельное топливо, сжиженный нефтяной газ, уходящие топочные газы, коксовый газ и пр. Камера может быть выполнена в варианте с диффузионным режимом горения, а также сухой низкоэмиссионной предварительного смешивания газовоздушной смеси (DLN). Газотурбинный двигатель H-25 представляет собой 17-ступенчатый осевой компрессор, соединенный с трехступенчатой активной турбиной.

Примером надежной эксплуатации ГТУ Н-25 на объектах малой генерации в России является работа в составе когенерационного блока для собственных нужд завода АО «Аммоний» в г. Менделеевске, Республика Татарстан. Когенерационный блок обеспечивает производственную площадку электроэнергией 24 МВт и паром 50 т/ч (390°С / 43 кг/см3). В ноябре 2017 г. на площадке была успешно проведена первая инспекция системы сгорания турбины, подтвердившая надежную работу узлов и агрегатов машины в условиях высоких температур.

В нефтегазовом секторе ГТУ Н-25 были применены для работы площадки объединенного берегового технологического комплекса (ОБТК) Сахалин II компании «Сахалин Энерджи Инвестмент Компани, Лтд.» ОБТК расположен в 600 км к северу от Южно-Сахалинска в районе выхода на берег морского газопровода и является одним из наиболее важных объектов компании, отвечающим за подготовку газа и конденсата для последующей передачи по трубопроводу на терминал отгрузки нефти и завод по производству СПГ. В состав технологического комплекса входят четыре газовые турбины Н-25, находящиеся в промышленной эксплуатации с 2008 г. Когенерационный блок на базе ГТУ Н-25 максимально интегрирован в комплексную энергосистему ОБТК, в частности, тепло выхлопных газов турбины используется для подогрева сырой нефти для нужд нефтепереработки.

Промышленные генераторные газотурбинные установки «Сименс» (далее ГТУ) помогут справиться с трудностями динамично развивающегося рынка распределенной генерации. ГТУ единичной номинальной мощностью от 4 до 66 МВт полностью отвечают высоким требованиям в области промышленной комбинированной выработки энергии, в плане эффективности станции (до 90%), надежности эксплуатации, гибкости обслуживания и экологической безопасности, обеспечивая низкие затраты при полном сроке эксплуатации и высокую отдачу от инвестиций. Опыт компании «Сименс» в области строительства промышленных ГТУ и строительства ТЭС на их базе, насчитывает более чем 100 лет.

ГТУ «Сименс» мощностью от 4 до 66 МВт используются небольшими энергокомпаниями, независимыми производителями электроэнергии (например, промышленными предприятиями), а также в нефтегазовой отрасли. Применение технологий распределенной генерации электроэнергии с комбинированной выработкой тепловой энергии, позволяет отказаться от инвестирования в многокилометровые линии электропередач, минимизировав расстояние между источником энергии и объектом, ее потребляющим, достичь серьезной экономии средств, покрыв отопление промышленных предприятий и объектов инфраструктуры за счет утилизации тепла. Стандартная Мини-ТЭС на базе ГТУ «Сименс» может быть построена в любом месте, где есть доступ к источнику топлива, или оперативного его подвода.

SGT-300 - промышленная ГТУ с номинальной электрической мощностью 7,9 МВт (см. табл. 1), сочетает простую надежную конструкцию и новейшие технологии.

Таблица 1. Характеристики SGT-300 для механического привода и производства энергии

Производство энергии		Мехпривод
	7,9 МВт	8 МВт	9 МВт
Мощность в ИСО
	Природный газ/жидкое топливо/двух топливная и другие топлива по запросу; Автоматическая смена топлива с главного на резервное, на любой нагрузке
Уд. расход тепла	11,773 кДж/кВтч	10,265 кДж/кВтч	10,104 кДж/кВтч
Скорость силовой турбины		5,750 - 12,075 об/мин	5,750 - 12,075 об/мин
Степень сжатия
Расход выхлопных газов
Температура выхлопных газов	542 °C (1,008 °F)	491 °C (916 °F)	512 °C (954 °F)
NO X выбросы Газ топливо с системой DLE

1) Электрическая 2) На валу

Рис. 1. Конструкция газогенератора SGT-300

Для промышленной генерации энергии применяется одновальный вариант ГТУ SGT-300 (см. рис. 1). Она идеально подходит для комбинированного производства тепловой и электрической энергии (ТЭС). ГТУ SGT-300 является промышленной ГТУ, изначально спроектированной для генерации и обладает следующими эксплуатационными преимуществами для эксплуатирующих организаций:

Электрический КПД - 31%, что в среднем выше на 2-3% КПД ГТУ меньшей мощности, благодаря более высокому значению КПД достигается экономический эффект на экономии топливного газа;

Газогенератор укомплектован низкоэмиссионной сухой камерой сгорания по технологии DLE, что позволяет достичь уровня выбросов NOx и CO, более чем в 2,5 раза ниже установленных нормативными документами;

ГТУ имеет хорошие динамические характеристики благодаря одновальной конструкции и обеспечивает устойчивую работу генератора при колебаниях нагрузки внешней присоединенной сети;

Промышленная конструкция ГТУ обеспечивает длительный межремонтный ресурс эксплуатации и является оптимальной с точки зрения организации сервисных работ, которые проводятся на месте эксплуатации;

Существенное снижение пятна застройки, точно также, как и инвестиционных затрат, включающих приобретение общестанционного механического и электрического оборудования, его монтаж и пусконаладку, при применении решения на базе SGT-300 (рис. 2).

Рис. 2. Массогабаритные характеристики блока SGT-300

Общая наработка установленного парка SGT-300 составляет более 6 млн ч, с наработкой лидерного ГТУ 151 тыс. ч. Коэффициент готовности/доступности - 97,3%, коэффициент надежности - 98,2%.

Компания OPRA (Нидерланды) - ведущий поставщик энергетических систем на основе газовых турбин. OPRA разрабатывает, производит и продает современные газотурбинные двигатели мощностью около 2 МВт. Ключевым направлением деятельности компании является производство электроэнергии для нефтегазовой промышленности.

Надежный двигатель OPRA OP16 обеспечивает более высокую производительность при меньшей себестоимости и большем сроке службы, чем какая-либо другая турбина этого класса. Двигатель работает на нескольких видах жидкого и газобразного топлива. Существует модификация камеры сгорания с пониженным содержанием загрязняющих веществ в выхлопе. Энергоустановка OPRA OP16 1,5-2,0 МВт будет надежным помощником в суровых условиях эксплуатации.

Газовые турбины OPRA являются совершенным оборудованием для генерации электроэнергии в автономных электрических и когенерационных системах малой энергетики. Разработка конструкции турбины велась более десяти лет. Результатом стало создание простого, надежного и эффективного газотурбинного двигателя, включая модель с низкими выбросами вредных веществ.

Отличительной особенностью технологии преобразования химической энергии в электрическую в OP16 является запатентованная система управления подготовкой и подачей топливной смеси COFAR, которая обеспечивает режимы горения с минимальным образованием окислов азота и углерода, а также минимум несгоревших остатков топлива. Оригинальной является также запатентованная геометрия радиальной турбины и в целом консольная конструкция сменяемого картриджа, включающего вал, подшипники, центробежный компрессор и турбину.

Специалистами компаний «ОПРА» и «МЭС Инжиниринг» разработана концепция создания уникального единого технического комплекса мусоропереработки. Из 55-60 млн т всех ТБО, образующихся в России за год, пятая часть - 11,7 млн т - приходится на столичный регион (3,8 млн т - Московская область, 7,9 млн т - Москва). При этом за МКАД из Москвы вывозится 6,6 млн т бытовых отходов. Таким образом, в Подмосковье оседает более 10 млн т мусора. С 2013 г. в Московской области из 39 мусорных полигонов закрыты 22. Заменить их должны 13 мусоросортировочных комплексов, которые будут введены в 2018-2019 гг., а также четыре мусоросжигательных завода. Такая же ситуация происходит и в большинстве других регионов. Однако, не всегда строительство крупных мусороперерабатывающих заводов является выгодным, поэтому проблема мусоропереработки очень актуальна.

Разработанная концепция единого технического комплекса объединяет полностью радиальные установки ОПРА, обладающие высокой надежностью и эффективностью, с системой газификации/пиролиза компании «МЭС», которая позволяет обеспечить эффективное превращение различных видов отходов (включая ТБО, нефтешламы, загрязненную землю, биологические и медицинские отходы, отходы деревообработки, шпалы и т.д.) в отличное топливо для выработки тепла и электроэнергии. В результате продолжительного сотрудничества спроектирован и находится в стадии реализации стандартизированный комплекс переработки отходов производительностью 48 т/сут. (рис. 3).

Рис. 3. Общая планировка стандартного комплекса переработки отходов мощностью 48 т/сут.

В состав комплекса включается установка газификации МЭС с площадкой хранения отходов, две ГТУ ОПРА суммарной электрической мощностью 3,7 МВт и тепловой мощностью 9 МВт, а также различные вспомогательные и защитные системы.

Реализация подобного комплекса позволяет на площади 2 га получить возможность для автономного энерго- и теплоснабжения различных производственных и коммунальных объектов, решив при этом вопрос утилизации различных видов бытовых отходов.

Отличия разработанного комплекса от существующих технологий вытекают из уникального сочетания предлагаемых технологий. Малые (2 т/ч) объемы потребляемых отходов, наряду с малой требуемой площадью участка позволяют размещать данный комплекс непосредственно вблизи от небольших поселений, промышленных предприятий и т.п., значительно сэкономив средства на постоянную перевозку отходов к местам их утилизации. Полная автономность комплекса позволяет развернуть его практически в любой точке. Использование разработанного типового проекта, модульных конструкций и максимальная степень заводской готовности оборудования дает возможность максимально сократить сроки строительства до 1-1,5 лет. Применение новых технологий обеспечивает высочайшую экологичность комплекса. Установка газификации «МЭС» вырабатывает одновременно газовую и жидкую фракции топлива, а за счет двухтопливности ГТУ ОПРА они применяются одновременно, что повышает топливную гибкость и надежность энергоснабжения. Низкая требовательность ГТУ ОПРА к качеству топлива повышает надежность всей системы. Установка МЭС позволяет использовать отходы с влажностью до 85%, следовательно, не требуется сушка отходов, что повышает КПД всего комплекса. Высокая температура выхлопных газов ГТУ ОПРА позволяет обеспечивать надежное теплоснабжение горячей водой или паром (до 11 тонн пара в час при 12 бар). Проект является типовым и масштабируемым, что позволяет обеспечить утилизацию любого количества отходов.

Проведенные расчеты показывают, что стоимость выработки электроэнергии будет составлять от 0,01 до 0,03 евро за 1 кВтч, что показывает высокую экономическую эффективность проекта. Таким образом, компания «ОПРА» в очередной раз подтвердила свою направленность на расширение линейки применяемого топлива и повышение топливной гибкости, а также ориентацию на максимальное применение «зеленых» технологий в своем развитии.

Общие сведения о турбине Siemens SGT-300

Газовая турбина Siemens SGT-300 (ранее название Tempest, в переводе – Буря) была представлена рынку в 1995 году. В коммерческую эксплуатацию она поступила в 1998 году. Одновальная газовая турбина завоевала репутацию надежной машины для комбинированного производства тепловой и электрической энергии. Совсем недавно SGT-300 доказала свою способность эффективной работы на топливе с низким числом Воббе, при этом соответствуя строгим требованиям по токсичности выбросов.

Одновальная турбина SGT-300

Двухвальная турбина SGT-300

Опираясь на успех одновальной турбины специалисты компании Siemens приступили к разработке двухвальной версии SGT-300. В целом подход к проектированию можно охарактеризовать как консервативный. Его результатом является умеренная температура на входе турбины (близкая к значениям температуры для одновальной версии) и применение проверенных конструкций и технологий, используемых в других газовых турбинах Siemens . Все это позволило разработать надежную газовую турбину, способную обеспечить высокую эффективность как при работе в качестве механического привода, так и для производства электроэнергии на объектах нефтегазового сектора. Эта турбина также доступна для промышленной электрогенерации (простой цикл и когенерация).

Конструкция и технические характеристики

Турбина SGT-300 состоит из ротора на двойном подшипнике , который помещен в корпус высокой прочности. Такая простая и надежная конструкция значительно упрощает техническое обслуживание и позволяет выполнять его непосредственно на месте установки.

На рисунке ниже представлено поперечное сечение внутреннего контура двигателя турбины SGT-300 с указанием основных элементов.

1. – камера сгорания DLE-типа
2. – выхлопная система

SGT-300 состоит почти на 100% из черных и цветных металлов, преимущественно нелегированной стали.

Топливная система

Турбина SGT-300 была спроектирована для сжигания различных видов топлива, включая газообразный сжиженный нефтяной газ и сжиженный природный газ, а также газовые топлива с более низким числом Воббе (от 32 МДж/м 3).

• Клапан фильтра
• Профилированный клапан-регулятор потока
• Надежный привод
• Отличное быстродействие и обратная связь
• Возможность высокоточного регулирования

DLE система сжигания топлива

Турбина SGT-300 оборудуется системой сухого снижения концентрации вредных веществ в выхлопных газах (Dry Low Emissions – DLE). Система сжигания DLE-типа Siemens продемонстрировала очень высокий уровень надежности. Та же система используется на турбинах SGT-100 , SGT-200 и SGT-400 .

Система обеспечивает стабильно низкие значения выбросов. В ней отсутствуют движущиеся части и нет необходимости проведения настройки на месте. Все управление осуществляется с помощью программного обеспечения в системе управления. Выбросы оксида азота составляют около 8ppm на газовом топливе и 25ppm на жидком топливе.

Система DLE насчитывает более 3 млн рабочих часов в широком диапазоне топлива и температуры окружающей среды. Система не имеет никакого влияния на общую производительность газовой турбины и снижение ее надежности.

Ниже представлено фото камеры сгорания DLE-типа и ее модель в сборке.

Siemens предлагает электростанции на базе SGT-300. Станция включает газовую турбину, генератор, редуктор и вспомогательные модули (смотри рисунок ниже).

1. Смазочный модуль
2. Модуль подачи жидкого топлива
3. Модуль очистки жидкого топлива
4. DLE модуль газообразного топлива
5. Модуль автоматического слива с электронным управляющим блоком

Принцип действия

Воздух поступает в фильтр и проходит через улитку.

Основная информация о турбине Siemens SGT-200

SGT-200 (старое название Tornado) – это промышленная газовая турбина Siemens мощностью 6,8/7,7 МВт, на различных видах топлива. Турбина отличается превосходной надежностью и отличным соотношением масса-мощность.

Турбина SGT-200 – это уникальное сочетание проверенной надежности с новыми технологиями. В декабре 1983-го года за турбину Tornado компания-производитель Ruston (теперь входит в состав Siemens) была удостоена престижной британской премии МакРоберта, которую вручают за самые перспективные инновации.

SGT-200 полностью оправдала оказанное высокое доверие миллионами часов эффективной работы. На сегодняшний день было продано более 430 турбин SGT-200. Общая наработка поставленных турбин составляет около 30 миллионов эквивалентных часов.

Преимущества

• Высокая стабильность работы
• Экономичность
• Низкоэмиссионная камера сгорания для газового с системой сухого снижения концентрации вредных веществ в выхлопных газах Dry Low Emissions (DLE)
• Единая смазочная система
• Удобство транспортирования и обслуживания

Конструкция и технические характеристики

Газовая турбина Siemens SGT-200 выпускается в одновальном (6,8 МВт) и в двухвальном (7,7 МВт) исполнении.

Одновальная турбина SGT-200-1S

Двухвальная турбина SGT-200-2S

Одновальная версия состоит из компрессора, камеры сгорания и турбины, а также высокопрочных кожухов. Такая простая конструкция позволяет выполнять полное обслуживание турбины на месте установки. Отличная реакция на изменения нагрузки обеспечивает стабильность во всех сферах применения.

Двухвальная версия имеет в своем составе как турбину высокого давления (ТВД), так и свободную турбину. Двухвальное исполнение характеризуется гибкостью регулирования основных рабочих параметров турбины.

Турбина Siemens SGT-200 может работать как на жидком, так и на газообразном (включая водород) топливе, также доступен двухтопливный режим работы камеры сгорания.

Компрессор
15-ступенчатый околозвуковой осевой компрессор . Лопатки статора и ротора изготовлены из стали 17-PH. Компрессор оборудован вращающимся диффузором. Кожухи компрессора разделены как по вертикали, так и по горизонтали.

Камера сгорания
Камера сгорания состоит из 8 противоточных трубчатых камер с перекрестным зажиганием. Доступ к камерам осуществляется путем разделения корпуса. Камеру можно снять, извлекши горелку . Таким образом, демонтаж выполняется без нарушения каких-либо трубных соединений.

Турбина
Сопловые и рабочие лопатки первой ступени имеют воздушное охлаждение, что обеспечивает требуемую длительность работы 40000 часов.

Силовая турбина
Конструкция силовой турбины схожа с конструкцией ТВД и состоит из двух ступеней сопловых и рабочих лопаток.

Принцип действия

Воздух поступает в фильтр и проходит через улитку.

Через направляющий аппарат воздушный поток попадает в 15-ступенчатый осевой компрессор, где воздух сжимается с соотношением 12,3:1.

Образованная при перемешивании с топливом топливовоздушная смесь непрерывно сжигается, приводя в действие турбину.

Горячие газы отводятся через выхлопную систему и могут быть использованы в котле-утилизаторе.

Комплектация и сферы применения

Одновальная версия турбины используется для электрогенерации и когенерации в установках простого и комбинированного цикла; морских и наземных объектах нефтегазовой отрасли.

Двухвальная версия турбины SGT-200 разработана для приведения в действие насосов и компрессоров, то есть эксплуатации в качестве механического привода.